考慮水-巖作用的三峽庫區(qū)紅層軟巖蠕變特性研究.pdf

1、強度較低的軟弱巖石在長期外荷載作用下會表現(xiàn)出顯著的流變特征，隨著一大批水電工程建設(shè)和大型水庫的出現(xiàn)，水-巖作用導(dǎo)致的庫岸邊坡穩(wěn)定問題將是十分嚴(yán)峻而又不可回避的現(xiàn)實問題，深入開展消落帶軟巖力學(xué)特性方面的研宄具有重要意義。本文選取紅層軟巖為研宄對象，通過室內(nèi)試驗開展其力學(xué)特性方面的研宄，主要的研宄內(nèi)容如下：
　　1)采用RMT-150C巖石力學(xué)試驗系統(tǒng)對不同浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用周期紅層軟巖進行單軸、三軸壓縮及劈裂抗拉試驗，研宄了不同水-

2、巖作用周期紅層軟巖的強度、變形以及破壞特征。
　　2)采用RLW-2000微機控制巖石三軸蠕變試驗機對5MPa圍壓下紅層軟巖進行分級加載蠕變試驗，分析了不同水-巖作用周期試樣各加載級別下的蠕變變形及速率劣化特征，重點分析了破壞應(yīng)力下試樣的蠕變變形特征和速率變化規(guī)律；利用等時曲線簇法確定了不同水-巖作用周期紅層軟巖的長期強度，并引入破壞強度比和長期強度比的概念對比分析了三軸加載峰值應(yīng)力與分級蠕變破壞應(yīng)力、長期強度與分級蠕變破壞應(yīng)力之

3、間的比例關(guān)系；分析了不同水-巖作用周期紅層軟巖試樣的蠕變破壞特征。
　　3)通過S E M電鏡掃描照片分析了不同水-巖作用周期紅層軟巖試樣的微觀結(jié)構(gòu)動態(tài)變化特征和規(guī)律，根據(jù)紅層軟巖試樣的微觀結(jié)構(gòu)、次生孔隙率、縱波波速、密度及浸泡溶液離子濃度的變化規(guī)律分析其微觀特性劣化機理；通過試樣的變形、強度及破壞特征分析其力學(xué)特性劣化機理，并結(jié)合試樣的微觀特性、力學(xué)特性和浸泡-風(fēng)干循環(huán)作用機理綜合分析不同水-巖作用周期紅層軟巖試樣的損傷破壞機制

4、。
　　4)基于分級加載蠕變試驗全過程曲線，采用西原體模擬紅層軟巖試樣在較低應(yīng)力水平時的蠕變特性。當(dāng)應(yīng)力水平較高時，以西原體組合元件模型為基礎(chǔ)，考慮加速蠕變階段的力學(xué)損傷特性，引入損傷變量對加速蠕變階段黏性元件的粘滯系數(shù)"進行非線性化改進，并以應(yīng)力和時間作為非線性粘性元件的觸發(fā)條件，構(gòu)成一個新的非線性損傷蠕變模型。利用Levenberg-Marquardt非線性優(yōu)化最小二乘法對非線性損傷蠕變模型中各參數(shù)進行了優(yōu)化辨識，并對所選用模